چه چیزی PEF را از سایر پلی استرهای زیستی مانند PLA متمایز می کند؟

منشا مونومر: حلقه های فوران در مقابل زنجیره های اسید لاکتیک

PLA از طریق پلیمریزاسیون لاکتید، یک دایمر حلقوی اسید لاکتیک، که خود از تخمیر نشاسته ذرت، نیشکر یا کاساوا به دست می آید، سنتز می شود. پلیمر به دست آمده دارای یک ستون فقرات آلیفاتیک ساده و بدون حلقه های آروماتیک یا هتروسیکلیک است.

از طرف دیگر، PEF از واکنش اتیلن گلیکول با آن تولید می شود 2،5-فوراندی کربوکسیلیک اسید ، مولکولی که از قندهای گیاهی از طریق فرآیندهای اکسیداسیون به دست می آید. این مونومر حاوی یک حلقه فوران پنج عضوی است که از نظر ساختاری شبیه به حلقه بنزن موجود در PET مبتنی بر نفت است. به دلیل این ساختار حلقه، PEF از نظر شیمیایی به PET نزدیک‌تر است تا PLA، حتی اگر هر سه اغلب با هم به عنوان مواد مبتنی بر زیست یا مشتق از زیست مورد بحث قرار می‌گیرند.

PEF

چرا ساختار حلقه مهم است

حلقه فوران در PEF یک ستون فقرات سفت و سخت و قطبی ایجاد می کند که حرکت زنجیره مولکولی را محدود می کند. این استحکام مستقیماً مسئول خواص برتر مانع گاز و پایداری حرارتی PEF در مقایسه با زنجیره‌های آلیفاتیک انعطاف‌پذیر PLA است که چگالی کمتری بسته‌بندی می‌کنند و اجازه نفوذ بیشتر گاز را می‌دهند.

حلقه فوران به PEF سفتی می بخشد که PLA به سادگی ندارد - و این تفاوت ساختاری تقریباً هر چیز دیگری را توضیح می دهد.

پایداری حرارتی و استحکام مکانیکی

دمای انتقال شیشه ای PEF در اطراف می نشیند 86 درجه سانتی گراد ، به طور قابل توجهی بالاتر از حدود 60 درجه سانتیگراد PLA است. این بدان معنی است که محصولات ساخته شده از PEF شکل و استحکام خود را در دماهای بالاتر حفظ می کنند و PEF را برای فرآیندهای بسته بندی گرم یا محیط هایی که مواد ممکن است در معرض گرما قرار بگیرند، مانند فضای داخلی خودرو یا آب و هوای گرم، مناسب تر می کند.

PLA در دمایی که بسیاری از محصولات مصرفی به طور طبیعی با آن مواجه می شوند، مانند قرار گرفتن در ماشین داغ یا نزدیک به نور مستقیم خورشید، نرم می شود و تغییر شکل می دهد. این استفاده از PLA را در برنامه‌هایی که نیاز به پایداری ابعادی تحت گرما دارند، محدود می‌کند، در حالی که PEF از این نظر به PET معمولی نزدیک‌تر عمل می‌کند.

از نظر مکانیکی، PEF همچنین استحکام کششی و سفتی بالاتری را نسبت به PLA نشان می‌دهد و در کاربردهایی مانند الیاف، فیلم‌ها و بسته‌بندی سفت و سخت که باید در برابر کشش یا ترک خوردن در حین جابجایی و حمل و نقل مقاومت کنند، برتری می‌دهد.

منابع اولیه و محتوای تجدیدپذیر

هر دو PEF و PLA به عنوان جایگزین های پایدار برای پلاستیک های مبتنی بر نفت به بازار عرضه می شوند، اما مسیرهای خوراک آنها متفاوت است. PLA تقریباً به طور کامل از قندهای تخمیر شده گیاهی تولید می شود و به آن محتوای کربن کاملاً تجدید پذیر می دهد.

محتوای تجدیدپذیر PEF به مسیر تولید آن بستگی دارد. بخش فوراندی کربوکسیلات مولکول را می توان از قندهای گیاهی به دست آورد، اما جزء اتیلن گلیکول از نظر تاریخی از منابع نفتی به دست آمده است، به این معنی که برخی از فرمول های اولیه PEF فقط تا حدی مبتنی بر زیست هستند. روش‌های تولید جدیدتر به سمت اتیلن گلیکول کاملاً تجدیدپذیر کار می‌کنند که به PEF اجازه می‌دهد به دست آورد. محتوای 100٪ مبتنی بر زیست ، مطابق با مشخصات تجدیدپذیر PLA و در عین حال حفظ برتری مانع و حرارتی PEF.

هزینه تولید و بلوغ بازار

PLA با زنجیره‌های تامین و زیرساخت‌های تولیدی که در بیش از دو دهه ایجاد شده است، شروع مهمی در تولید تجاری دارد. این بلوغ هزینه های تولید PLA را نسبتاً پایین و قابل پیش بینی نگه می دارد.

PEF نسبت به تجاری سازی در مقیاس بزرگ نسبتاً جدیدتر است. تولید اسید 2،5-فوراندیکربوکسیلیک در مقیاس صنعتی از لحاظ تاریخی گران‌تر از تولید اسید لاکتیک بوده است، اگرچه با بالغ شدن فرآیندهای تولید و افزایش مقیاس، هزینه‌ها کاهش می‌یابد. خریدارانی که PEF را ارزیابی می‌کنند باید این موضوع را در نظر بگیرند که ممکن است قیمت‌گذاری همچنان در مقایسه با PLA دارای حق بیمه باشد، اگرچه انتظار می‌رود این شکاف با آنلاین شدن ظرفیت تولید بیشتر کاهش یابد.